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建设可持续发展的能源体系，要求扩建远距离输电网络。问题在于传统的远距离高压交流输电会造成过高的电能损耗。此外，新线路的修建往往会遭到公众的强烈反对。本文介绍了几种极其高效的远距离输电方式。

从海上的风能到阳光充沛地区的太阳能，可再生能源应该在它们丰富的地方被利用起来。举例来说，德国计划从现在起到2020年，在北部地区修建装机容量高达3000万千瓦的风电场。然而，德国的电力用户主要分布在南部地区，因此德国面临的真正问题是如何将北部地区的可再生能源发电输送到南部地区。现有的输电线路无法当此重任。当前，德国北部的清洁电力常常不得不经东西邻国中转，再传输到南部地区。有鉴于此，大规模扩建电网似乎势在必行。面对这一难题，德国联邦政府和四大输电公司在2012年5月联合提出了一项电网扩建计划。该计划要求在未来十年中新建3800公里的输电线路。待这个特大项目完成后，它将成为其他国家——尤其是像德国这样可再生能源资源大都远离主要能耗中心的国家——建设可持续发展的能源供应体系的榜样。

马略卡岛与西班牙内陆之间的高压直流（HVDC）输电线路为岛上提供清洁的电力。图中的高压直流换流站可以将传来的高压直流电再次转换为交流电。

德国的电网扩建能否以规划者预期的速度向前推进？“在目前普遍采用的交流输电系统中，短短数百公里的传输就会损耗大量电能。”伊尔梅瑙理工大学（位于德国法兰克福东部）电力供应系教授、德国经济与技术部“面向未来的电网”平台的顾问委员会成员Dirk Westermann介绍道，“高效的方法莫过于利用高压直流输电技术扩建电网。”利用高压直流技术进行远距离输电，能以较低的损耗将电能输送到千里之外。“直流输电线路的输电损耗要比交流输电系统低30%到50%。”西门子能源业务领域高压直流系统研发总监Jörg Dorn指出。

自2010年以来，西门子在中国证明了高压直流输电技术的效率。中国已建设了一条高压直流输电线路，将西南地区的清洁水电输送到1400公里之外的广东省大城市。新西兰、纽约和西班牙的同类项目，也体现出该项技术的优势。以马略卡岛为例，这个岛屿目前通过高压直流输电线路获得来自西班牙内陆的可再生能源电力。其输电系统经过专门设计，可以在度假旺季的用电高峰期增加电力供应，这样马略卡岛就无需建设新的发电站。西门子是高压直流输电系统的*供应商之一，目前在全球市场上拥有约40%的份额。

输电量更高。高压直流输电线路好比一根连接两地的管路。在线路的一端，由换流站将交流电转换为40万伏或80万伏的高压直流电。在接收端，则由另一台换流器将直流电转换为可以供应给电力用户的交流电。“换流器相当昂贵，但是当输电距离超过600公里时，较低的输电损耗即可弥补换流站设备成本。”Westermann介绍说。

高压直流输电技术还有另一项优势：在输电走廊宽度相同的情况下，它的输电容量相当于交流输电线路的两、三倍。现有的输电线路也可以改造成容量更大的电力高速路。考虑到德国几乎所有的架空电缆采用双臂塔架支撑，那么情况就变得相当乐观。在这种架线方式中，塔架的左右两侧分别架设一条三相交流线路，以形成系统冗余。“正是由于这一原因，我们在考虑，与其修建全新的线路，不如利用现有塔架实现交流直流同输，即一侧用于交流输电，另一侧用于直流输电。”Dorn说道，“除这种升级改造外，要做的工作就是在线路的首尾两端分别配备一台高压直流换流器。这样一种解决方案还能更好地得到公众认可，因为它不要求修建新的塔架，只需改造现有的线杆。改造工作的实施进程会远远快于修建新的输电线路。不过，这个过程也涉及到一些重大的技术难题。还需要对其进行进一步的研究，然后对潜在的解决方案进行测试。”

高压气体绝缘输电线路适用于无法安装输电塔架的地方。

电网公司Amprion计划在2019年前在德国莱茵兰地区与巴登-符腾堡州之间修建一条430公里长的交直流并输线路。整条线路只有10%的线段需要新建。虽然交直流并输尚未得到充分的实践验证，但相关领域的研究已经取得喜人的进展。西门子目前正在与高校密切合作，研究交流与直流输电系统之间的相互影响等课题。

高压直流输电还可以促进欧洲地区不同电力系统之间的联网。欧洲电网的进一步扩张将以东部和南部为重点，一直延伸到俄罗斯、中东和非洲，而这个网络不久就会达到局限点，那时它将无力发挥远距离同步电网的作用。这是因为从技术角度上讲，上述地区的交流输电网络不能直接兼容欧洲内陆的电网。高压直流输电系统可以连接相隔遥远的交流电网，因而高压直流换流站便可以解决这一难题。此外，换流站还可以充当“防火墙”，起到阻止系统故障大范围蔓延的作用，从而减小发生大停电事故的概率。此外，在出现断供事故后，高压直流技术可以帮助系统迅速恢复供电。据Dorn介绍：“我们对高压直流技术进行了改良，它可以使发生故障的电网快速恢复正常运行。”

未来，甚至有望从高压直流输电线路中接出支线，使规划线路的周边区域（例如德国的鲁尔区）也可以享受到这种技术带来的进步。如果未来要建成欧洲超级电网，那么也必然会需要此类“多端”高压直流系统。

公众参与。一旦技术难题被攻克，电网扩建之路就再也没有障碍。然而，只有技术可行性还不够，电网扩建需要广大公众支持新建架空线路。因此，电网扩建成功落实的关键在于提供准确的信息，尽早让公众参与到规划过程中，简化审批流程，同时做到高度透明。

另外，还要考虑到有些地点不适合于修建高压塔架，比如大城市和机场周边区域。在这样的地方，气体绝缘输电线路（GIL）是一种切实可行的替代输电手段。不同于埋地电缆所使用的纸质或塑料绝缘介质，气体绝缘输电线路采用六氟化硫（SF6）与氮的混合气体作为绝缘介质。穿线导管的直径约为18厘米，外包一层直径为50厘米的保护导管。这种设计*可以满足高压传输的需要，实际部署中只需根据需要增大导管的直径。目前的普通输电线路可在55万伏的电压下传输3200安培的电流，而空气绝缘输电线路可以传输5000安培的电流。

空气绝缘输电线路的另一个优势是在其附近几乎检测不到任何电磁场，因此此类线路不会对电信网络或空管系统造成干扰。同时，空气绝缘输电技术满足较苛刻的欧盟指令要求，正因为如此，人们可以在空气绝缘输电线路隧道上方安然无恙地站立或行走。那么毫无疑问的是，埋地输电线路已成为输电塔架的理想替代，只是其成本是架空线路的四倍左右。因此，埋地线路主要用于需要高压输电而空间有限或受地方环境法规制约的地方。

眼下，专家们正在考虑将输电线路与数据传输线路整合在一起，以减轻电网运营商扩建电网的成本负担。在这方面，专家们的构想是在毗邻公路、运河和铁路的隧道中并行铺设电力和数据传输线路。